ตัวอย่างแรกสุดของการรวมกาแลคซีที่เคยพบ

การควบรวมกิจการของกาแล็กซี่ไม่ได้เกิดขึ้นได้ยากโดยเฉพาะ แต่เป็นเหตุการณ์สำคัญ ไม่เพียง แต่สำหรับกาแลคซีที่เกี่ยวข้องเท่านั้น แต่สำหรับนักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะรวมกันว่ากาแลคซีวิวัฒนาการอย่างไร ตอนนี้นักดาราศาสตร์ที่ใช้ ALMA ได้พบตัวอย่างแรกสุดแล้วจากการรวมกาแลคซีเข้าด้วยกัน

กาแลคซีที่กำลังรวมกันเป็นคู่เรียกว่า B14-65666 ซึ่งเป็นชื่อที่เทอะทะ แต่มีประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์ (สำหรับตอนนี้เราจะเรียกมันว่า "วัตถุ") วัตถุอยู่ห่างออกไป 13 พันล้านปีแสงในกลุ่มดาวเท็กซ์ นั่นหมายความว่าแสงที่เราเห็นตอนนี้ออกจากวัตถุเมื่อ 13 พันล้านปีก่อนไม่นานหลังจากเริ่มต้นของจักรวาล

นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่มีการตรวจพบวัตถุนี้ ก่อนหน้านี้ฮับเบิลมองเห็นวัตถุนี้ แต่ปรากฏว่าฮับเบิลเป็นวัตถุสองอย่างที่แยกกันน่าจะเป็นกระจุกดาว แต่ทีมที่ใช้ Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) ซึ่งอาจเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่มีความอ่อนไหวที่สุดของโลกได้แสดงให้เห็นว่าวัตถุนี้เป็นกาแลคซีที่รวมตัวกันเมื่อ 13 พันล้านปีก่อน

ผลลัพธ์ของการสำรวจใหม่เหล่านี้ได้รับการตีพิมพ์ในสิ่งพิมพ์ของสมาคมดาราศาสตร์แห่งประเทศญี่ปุ่นเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน 2019 ชื่อของเอกสารคือ“ Big Three Dragons ': az = 7.15 Lyman Break Galaxy ตรวจพบใน [OIII] 88 um, [CII ] 158 หนอและต่อเนื่องฝุ่นด้วย ALMA” ผู้เขียนหลักของการศึกษาคือ Takuya Hashimoto จากมหาวิทยาลัยวาเซดะประเทศญี่ปุ่น

เมื่อฮับเบิลมองดูวัตถุมันก็ จำกัด อยู่ที่สเปกตรัมรังสีอัลตราไวโอเลต ด้วยข้อ จำกัด ดังกล่าววัตถุดูเหมือนจะเป็นกระจุกดาวสองดวงดวงหนึ่งอยู่ทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือและอีกหนึ่งอยู่ทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ แต่เมื่อฮาชิโมโตะและทีมของเขาใช้พลังของแอลมาเพื่อศึกษาวัตถุพวกเขาก็เห็นอย่างอื่น: รอยนิ้วมือขององค์ประกอบทางเคมี

ALMA สามารถเห็นการปล่อยคลื่นวิทยุของคาร์บอนออกซิเจนและฝุ่นละอองในวัตถุ การตรวจจับสัญญาณทั้งสามนั้นเป็นกุญแจสำคัญในการไขธรรมชาติของวัตถุ

การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าวัตถุนั้นมีสองส่วนเช่นเดียวกับฮับเบิลเห็น แต่สัญญาณจากคาร์บอนออกซิเจนและฝุ่นละอองเพิ่มข้อมูลอีกชั้นบนวัตถุด้วย ALMA มันแสดงให้เห็นว่าในขณะที่ทั้งสอง blobs แตกต่างกันพวกเขาสร้างระบบเดียว แต่ละหยดกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แตกต่างกันซึ่งแสดงว่าพวกมันเป็นกาแลคซีสองแห่งที่รวมกัน

“ ด้วยข้อมูลที่สมบูรณ์จาก ALMA และ HST เมื่อรวมกับการวิเคราะห์ข้อมูลขั้นสูงเราสามารถนำชิ้นส่วนต่างๆมารวมกันเพื่อแสดงให้เห็นว่า B14-65666 เป็นกาแลคซีที่ผสานกันในยุคแรกสุดของจักรวาล” Hashimoto อธิบายในการแถลงข่าว “ การตรวจจับคลื่นวิทยุจากสามองค์ประกอบในวัตถุระยะไกลนั้นแสดงให้เห็นถึงความสามารถสูงของ ALMA ในการตรวจสอบจักรวาลที่อยู่ไกลออกไป”

จากการศึกษาพบว่าวัตถุนี้เป็นตัวอย่างที่รู้จักกันเร็วที่สุดของการควบรวมกาแลคซี นักวิจัยยังประเมินว่ามวลของดาวฤกษ์รวมอยู่ที่ 1465656 นั้นน้อยกว่า 10% ของมวลทางช้างเผือก ซึ่งหมายความว่าวัตถุอยู่ในช่วงเริ่มแรกของการวิวัฒนาการ มันสมเหตุสมผลแล้วเนื่องจากเป็นโบราณ

แม้ว่าวัตถุนั้นยังเยาว์ แต่มันก็มีบทบาทในการสร้างดาวมากกว่ากาแลคซีของเราเอง การสังเกตการณ์ของ ALMA ตรวจจับอุณหภูมิและความสว่างสูงในฝุ่น ผู้เขียนบอกว่าอาจเป็นผลมาจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่ทรงพลังมากที่เกิดจากการก่อตัวดาวฤกษ์ การก่อตัวดาวฤกษ์นั้นเป็นตัวบ่งชี้อีกอย่างหนึ่งของการรวมกาแลคซีเนื่องจากกาแลคซีที่ปะทะกันนั้นได้รับการอัดแก๊สจำนวนมากซึ่งก่อให้เกิดการระเบิดของการก่อตัวดาวฤกษ์ ตามที่ผู้เขียนบอกไว้ในรายงานของพวกเขา“ …เรายืนยันว่า B14-65666 เป็นกาแลคซีดาวกระจายที่เกิดจากการควบรวมครั้งใหญ่”

“ ขั้นตอนต่อไปของเราคือการค้นหาไนโตรเจนองค์ประกอบทางเคมีที่สำคัญอีกอย่างและแม้แต่โมเลกุลคาร์บอนมอนอกไซด์” อากิโอะอิโนอุเอะศาสตราจารย์ของมหาวิทยาลัยวาเซดะและทีมวิจัยกล่าว “ ในที่สุดเราหวังว่าจะเข้าใจการไหลเวียนและการสะสมขององค์ประกอบและวัสดุในบริบทของการก่อตัวกาแลคซีและวิวัฒนาการ”

การควบรวมกาแล็กซี่เป็นส่วนสำคัญของวิวัฒนาการกาแลคซี บ่อยครั้งที่กาแลคซีขนาดใหญ่กลืนกินสิ่งที่เล็กกว่า กาแลคซีขนาดเล็กสามารถรวมกันเป็นกลุ่มที่ใหญ่กว่าได้ ทางช้างเผือกของเราเองมีประสบการณ์การควบรวมกิจการซึ่งช่วยให้มันเติบโตไปสู่ขนาดที่ใหญ่โตในปัจจุบัน

ในบทความปี 2018 นักดาราศาสตร์แสดงหลักฐานจากการสังเกตการณ์ศตวรรษแสดงว่าทางช้างเผือกมีประชากรของดาวฤกษ์จากกาแลคซีต่าง ๆ เมื่อประมาณหมื่นล้านปีก่อนกาแลคซีแห่งอื่นก็ชนกับเราเองโดยทิ้งไว้เบื้องหลังประชากรดวงดาวที่แตกต่างกันในรัศมีชั้นในกาแลคซี ผู้เขียนบทความนี้แย้งว่าดาวเหล่านั้นมาจากกาแลคซีขนาดเล็กที่มีขนาดเท่ากับเมฆแมเจลแลนเล็ก ๆ

ในเวลาประมาณ 4.5 พันล้านปีทางช้างเผือกจะชนกับกาแลคซีแอนโดรเมด้าและรวมเข้าด้วยกัน กาแลคซีที่เกิดขึ้นจะถูกเรียกว่า Milkdromeda และตอนนี้ทางช้างเผือกกำลังรวมเข้าด้วยกันหรือกินกาแลคซีผีขนาดเล็กกว่าที่เรียกว่า Antlia 2 (Ant 2)

ผู้เขียนของการศึกษาคิดว่าเหมือนทางช้างเผือกของเราอาจมีการควบรวมในอนาคตวัตถุ (ในอดีต?) ที่ยังไม่ได้ตรวจสอบ ในเอกสารที่พวกเขากล่าวว่า“ แม้ว่าข้อมูลปัจจุบันของเราจะไม่แสดงวัตถุร่วมรอบ B14-65666 แต่ข้อมูล ALMA ที่ลึกลงไปในอนาคตสามารถเปิดเผยกาแลคซีที่แสดงร่วมรอบ 14-65666” พวกเขาสรุปว่าวัตถุนั้นเป็นตัวเลือกอันดับต้นสำหรับการสังเกตการณ์ติดตามผล “ ด้วยข้อมูลที่มีมากมายและธรรมชาติที่ขยายออกไป B14-65666 เป็นหนึ่งในเป้าหมายที่ดีที่สุดสำหรับการสำรวจติดตามด้วย ALMA และกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์…”

แหล่งที่มา:

• ข่าวประชาสัมพันธ์: ALMA ค้นหาตัวอย่างแรกสุดของกาแล็กซี่ที่ผสาน
• รายงานการวิจัย:“ Big Three Dragons”: a z = 7.15 กาแลคซี Break Lyman Break Detected ที่ [Oiii] 88 µm, [Cii] 158 µm และต่อเนื่องกับฝุ่นด้วย ALMA
• รายการ Wikipedia: Galaxy Merger
• รายงานการวิจัย: การควบรวมกิจการที่นำไปสู่การก่อตัวของดาวฤกษ์ชั้นในของทางช้างเผือกและดิสก์หนา
• หอดูดาว ALMA